用于液體模型燃料中噻吩去除的原位氮摻雜紙狀碳納米纖維膜的設計與制備

DOI：10.1016/j.jhazmat.2019.121879

以聚丙烯腈為碳前驅體，在氮氣氣氛下煅燒，采用靜電紡絲法制備了新型氮摻雜多孔碳納米纖維薄膜（PAN-CNFs）。通過一系列表征，確定了PAN-CNFs的結構和物理性能。結果表明，PAN-CNFs-800具有較高的含氮量（10.02 wt.%），較大的比表面積（354.327 m2/g），可選的Vmic/VTotal（28.14 %）。用噻吩（TH）模擬油檢查吸附脫硫性能。實驗結果表明，PAN-CNFs是目前吸附技術中理想的替代吸附材料。此外，對PAN-CNFs-800的擬序動力學和吸附等溫線進行了深入的研究，根據Langmuir等溫線模型，其對噻吩（TH）的吸附量達到113.33 mg/L，并保持了良好的循環再利用性能。根據這些模型提出了吸附機理，這應歸因于適當的孔結構和π-π絡合相互作用的協同作用。

圖1.（a）預氧化PAN納米纖維、（B）PAN-CNFs-500、（C）PAN-CNFs-600、（D）PAN-CNFs-700、（E）PAN-CNFs-800和（F）PAN-CNFs-900；N2吸附-脫附等溫線（B）和相應的孔徑分布曲線（C，D）。

圖2.（a）預氧化PAN納米纖維、（b）PAN-CNFs-500、（c）PAN-CNFs-600、（d）PAN-CNFs-700、（e）PAN-CNFs-800和（f）PAN-CNFs-900的XPS全掃描光譜（1），C 1s（2）和N 1s（3）去卷積光譜。

圖3.（A，B）預氧化PAN納米纖維和（C，D）PAN-CNFs-800的SEM圖像。

圖4.煅燒溫度（A），TH初始濃度（B）和吸附溫度（C）對吸附的影響；吸附在PVA-CNFs-700上的TH的擬二級動力學模型（D），Langmuir和Freundlich等溫線（E）和熱力學擬合曲線（F）。